EP4190973A1 - Bodenfräsmaschine, insbesondere stablisierer oder recycler, und verfahren zum betreiben einer bodenfräsmaschine - Google Patents

Bodenfräsmaschine, insbesondere stablisierer oder recycler, und verfahren zum betreiben einer bodenfräsmaschine Download PDF

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EP4190973A1
EP4190973A1 EP22210922.5A EP22210922A EP4190973A1 EP 4190973 A1 EP4190973 A1 EP 4190973A1 EP 22210922 A EP22210922 A EP 22210922A EP 4190973 A1 EP4190973 A1 EP 4190973A1
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EP
European Patent Office
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flap
roller
milling
milling machine
ground
Prior art date
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EP22210922.5A
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EP4190973C0 (de
EP4190973B1 (de
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Christoph Menzenbach
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Wirtgen GmbH
Original Assignee
Wirtgen GmbH
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Publication date
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    • E01C23/085—Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road for roughening or patterning; for removing the surface down to a predetermined depth high spots or material bonded to the surface, e.g. markings; for maintaining earth roads, clay courts or like surfaces by means of surface working tools, e.g. scarifiers, levelling blades using power-driven tools, e.g. vibratory tools
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    • E01C23/065—Recycling in place or on the road, i.e. hot or cold reprocessing of paving in situ or on the traffic surface, with or without adding virgin material or lifting of salvaged material; Repairs or resurfacing involving at least partial reprocessing of the existing paving

Definitions

  • the invention relates to a ground milling machine, in particular a stabilizer or recycler, which has a machine frame supported by running gears, on which a milling/mixing roller is arranged, which is arranged in a roller housing which is open at the bottom and has a roller flap at the rear in the working direction, which a pivot axis extending transversely to the longitudinal direction of the ground milling machine can be pivoted.
  • the invention relates to a method for operating such a ground milling machine.
  • Stabilizers are known for stabilizing insufficiently stable soils, with which a powdered or liquid binder is introduced into the soil in order to increase its load-bearing capacity.
  • Self-propelled and non-self-propelled stabilizers that are mounted on or towed by a towing vehicle are known.
  • the well-known recyclers differ from the stabilizers in that the recyclers serve not only to improve or solidify soil, but also to rehabilitate damaged top layers of roads or paths.
  • Stabilizers or recyclers have a machine frame on which a milling/mixing roller is arranged for milling the soil to be stabilized or the top layer to be rehabilitated, which is located in a roller housing that is open at the bottom.
  • the roller housing has a front roller flap in the working direction and a rear roller flap in the working direction, which can be pivoted about a pivot axis running transversely to the longitudinal direction of the machine frame.
  • the roller housing is closed at the sides by side parts extending in the longitudinal direction.
  • the volume enclosed by the roller housing forms a mixing space for the milled material and the binding agent.
  • On the roller housing there are one or more dosing devices that provide a predetermined amount of possibly different binders or water for the volume of the mixing chamber.
  • a roller flap adjustment device is provided in each case, which has at least one actuator for pivoting the front or rear roller flap and a control device for actuating the at least one actuator, so that the lower edge of the front or rear roller flap in adjustable in height from the floor.
  • the control device of the rear roller flap is designed in such a way that the at least one actuator is controlled during milling operation in such a way that the rear roller flap lies in a floating position with a predetermined contact force on the ground.
  • the known stabilizers or recyclers have a milling/mixing roller adjustment device that is designed in such a way that the height of the milling/mixing roller relative to the machine frame can be adjusted, so that the milling depth can be changed.
  • Raising the lower edge of the rear roller flap after the milling/mixing roller has been attached or the milling depth has been increased can prevent the material that has accumulated during the advance of the tiller from the roller housing.
  • the rear roller flap is opened too far, there is a risk that material will be thrown backwards out of the roller housing.
  • the object of the invention is to improve the operation of a ground milling machine or its working result, in particular when applying the milling/mixing roller to start milling or when increasing the milling depth during milling.
  • One object of the invention is, in particular, to avoid a build-up of material when applying the milling/mixing drum or when increasing the milling depth, or to ensure an optimal mixing ratio of milled material and binding agent.
  • a further object of the invention is to avoid an increase in the power required to operate the milling/mixing drum or a reduction in the working speed when applying the milling/mixing drum or when increasing the milling depth
  • Another object of the invention is to provide a method with which a ground milling machine can be operated, in particular when applying the milling/mixing roller to start milling or when increasing the milling depth during milling to avoid material jams.
  • the ground milling machine according to the invention in particular a stabilizer or recycler, and the method according to the invention are characterized by a roller flap position correction mode, which can be activated manually after the milling/mixing roller has been attached and the ground milling machine has started up or during the actual milling operation after the milling depth has been increased or activated automatically.
  • the drum flap position correction mode comprises at least one roller flap position correction cycle to optimize the position of the rear roller flap so that material build-up and the problems resulting therefrom are largely avoided.
  • the roller flap position correction mode can be activated manually by the machine operator or can be started fully automatically, so that manual intervention is not necessary. Manual intervention is not required while operating the tiller in the drum flap position correction mode. After the roller flap position has been corrected, the roller flap position correction mode can be deactivated again automatically.
  • the control device of the roller flap adjustment device is designed in such a way that in the at least one roller flap correction cycle, the floating position of the rear roller flap is canceled in a first step and the rear roller flap is pivoted upwards from a first pivoted position into a second pivoted position, so that the lower edge of the rear roller door is raised. Consequently, the material accumulated in the roller housing can flow out.
  • the pivoting angle by which the drum flap is pivoted upwards can be specified by the control device.
  • the roller housing should be opened wide enough so that accumulated material can flow out of the roller housing unhindered on the one hand, but not so wide that there is a greater risk of material being thrown out on the other.
  • the floating position is set again, so that the rear roller flap assumes a third pivoting position in which the lower edge of the rear roller flap rests on the ground.
  • the at least one roll flap position correction cycle includes a checking routine.
  • the basic principle of the checking routine is to monitor the movement of the roller flap after the return to the floating position.
  • the checking routine provides for comparing a variable that correlates with the third pivot position with a threshold value or a variable that correlates with the third pivot position with the value of a variable that correlates with the first pivot position, the roller flap position correction mode based on a comparison of the value with the third pivot position correlating variable is deactivated with a threshold value or on the basis of a comparison of the value of a correlating with the third pivot position variable with the value of a correlating variable with the first pivot position.
  • the drum flap position correction mode can be deactivated.
  • a threshold value can be defined for the movement of the drum flap. If the movement of the roller flap after re-floating is less than or equal to the threshold, ie. H. If the roll flap has not fallen back by a predetermined amount, another roll flap position correction cycle is carried out. On the other hand, if the movement of the drum flap is greater than the threshold value, i. H. the platen flap has fallen back a predetermined amount, the platen flap position correction mode is deactivated.
  • the variable that correlates with the pivot positions can be a variable that can be easily detected with little technical effort.
  • the Evaluation of the values of this size depends on whether the size increases or decreases as the roller flap is raised. For example, if the quantity is a pan angle, the evaluation depends on which angle is defined as the pan angle. Different mathematical methods can be used to compare the variables that correlate with the pivot positions before and after the cutting flap is raised.
  • variable correlating with the first and third pivot position is a variable correlating with the height of the lower edge of the rear roller flap.
  • the value of this variable increases when the drum flap is opened.
  • the roller flap position correction cycles are carried out until it is determined at least once that the height of the lower edge of the rear roller flap in the third pivoting position is equal to or less than the height of the lower edge of the rear roller flap in the first pivoting position .
  • a further roll flap position correction cycle is carried out if the height of the lower edge of the rear roll flap in the third pivoted position is greater than the height of the lower edge of the rear roll flap in the first pivoted position. Consequently, the platen position correction mode may be terminated after only one or more platen position correction cycles.
  • the roller flap position correction mode can therefore only include one roller flap position correction cycle if it is to be checked only once that the lower edge of the rear roller flap in the third pivoting position is equal to or smaller than the height of the lower edge of the rear roller flap in the first pivoting position and this is the case.
  • the repeated determination of these conditions has the advantage that the roller flap position correction mode is only deactivated when a state of equilibrium has been set permanently.
  • the height of the bottom edge of the roller flap is a quantity related to a reference plane, which may be the unmilled ground. If the height of the floor in relation to the machine frame or to the roller housing is known, the height of the lower edge of the roller flap can be determined from the height of the roller flap in relation to the machine frame or the roller housing.
  • the at least one actuator of the roller flap adjustment device can be a piston-cylinder arrangement that acts on the roller flap, with a measuring unit that detects the position of the piston of the piston-cylinder arrangement, in particular a distance sensor, can be provided.
  • the piston of the piston-cylinder arrangement can be pivotally attached to the machine frame and its cylinder to the roll flap, or vice versa. This embodiment can be easily implemented without major technical effort. In this embodiment, the pivot positions can be compared simply by comparing the stroke of the piston when lifting with the stroke of the piston when lowering. If the piston is extended during lowering by a smaller distance than the piston was retracted when raising the roller flap, i. H.
  • roller flap remains in its upper position or is raised even further by the material flow, another roller flap position correction cycle is carried out. If, on the other hand, the roller flap falls back into a lower position after being raised due to the absence of a material flow, the check is terminated.
  • the control device of the roller flap adjustment device is preferably designed in such a way that the floating position is set again in the second step after a predetermined time interval has elapsed or after a predetermined distance has been covered after the floating position has been canceled or the roller flap has been pivoted into the third pivoted position.
  • the time interval or the distance can be measured taking into account the dynamic conditions in relation to the material flow during milling.
  • a further preferred embodiment provides a memory in which a swivel angle or a variable correlating with the swivel angle is stored for different milling depths, by which the rear drum flap is pivoted from the first to the second pivoted position, the control device of the drum flap adjusting device is designed in such a way that, depending on the set milling depth, the swivel angle or a variable that correlates with the swivel angle is read from the memory.
  • the control device of the roller flap adjustment device can have an operating element, for example a knob or switch or a button on a touch-sensitive screen (touchscreen), the control device being designed in such a way that the roller flap position correction mode is activated by actuating the operating element is activated.
  • an operating element for example a knob or switch or a button on a touch-sensitive screen (touchscreen)
  • the control device of the roller flap adjustment device can also be designed in such a way that the roller flap position correction mode is activated fully automatically when, after the ground milling machine has started up milling operation, a predetermined time interval has elapsed or the ground milling machine has covered a predetermined distance.
  • the point in time at which the ground milling machine starts up can be determined by monitoring control signals that can be made available by the central control and computing device of the ground milling machine, or by acquiring measured values from suitable sensors, for example distance sensors.
  • a ground milling machine generally has a milling/mixing roller adjustment device that is designed in such a way that the height of the milling/mixing roller relative to the machine frame can be adjusted so that the milling depth can be changed
  • the control device for the roller flap adjustment device can be designed in such a way that the roller flap position correction mode is activated when the milling/mixing roller adjustment device has increased the milling depth by a predetermined value during milling operation and after the increase in the milling depth a predetermined time interval has elapsed or the milling/mixing roller adjustment device has increased the milling depth during of the milling operation has increased by a specified value and after the increase in the milling depth the ground milling machine has covered a specified distance.
  • the time interval or the distance can be measured taking into account the dynamic conditions during the milling operation.
  • the milling/mixing drum can be adjusted in height relative to the machine frame, with the machine frame being supported by lifting columns which are fastened to running gear, so that the height of the machine frame can be adjusted relative to the ground.
  • the ground milling machine has a chassis 1 that includes two front drives 2 and two rear drives 3 .
  • the drives are 2, 3 wheels.
  • Lifting columns 4 are fastened to the drives 2, 3 and carry a machine frame 5, so that the height of the machine frame relative to the floor 6 can be adjusted.
  • the driver's cab 7 is located on the machine frame 5.
  • a roller housing 8 which is open at the bottom and in which a milling/mixing roller 9 is located is arranged on the machine frame 5.
  • the direction of rotation of the milling/mixing drum is marked with an arrow 10 .
  • the roller housing 8 has a front roller flap 12 in the working direction 11 and a rear roller flap 13 in the working direction, which can each be pivoted about a pivot axis 14' or 14 running transversely to the longitudinal direction of the machine frame. On the sides, the roller housing is closed by side parts 15 extending in the longitudinal direction 1 are only hinted at.
  • the ground milling machine has a milling/mixing roller adjustment device 16, which in the present exemplary embodiment comprises a piston-cylinder arrangement 17 with a piston 17A and a cylinder 17B.
  • a milling/mixing roller adjustment device 16 By actuating the piston 17A of the piston-cylinder arrangement 17, the height of the milling/mixing drum 9 can be adjusted relative to the machine frame 5 or the base 6, with the axis of the milling/mixing drum moving on a circular path.
  • a height adjustment of the milling/mixing roller 9 relative to the ground 6 is also possible by retracting or extending the lifting columns 4 .
  • control device 18 To control the piston-cylinder arrangement 17 of the milling/mixing roller adjustment device 16, an in 1 not shown control device 18 is provided which has a control and Comprising computing unit 18A, which can form a separate control and computing unit or can be part of a central control and computing device, not shown, of the ground milling machine ( 2 ).
  • a front and rear roller flap adjustment device 19 is provided to adjust the position of the front and rear roller flaps 12, 13 in the working direction.
  • a front and rear roller flap adjustment device 19 is provided. In the exemplary embodiments described below, only the rear roller flap is considered.
  • the roller flap adjusting device 19 of the rear roller flap 13 has at least one actuator 20 acting on the roller flap.
  • the actuator is a piston-cylinder arrangement 20, the piston 20A of which is attached to the machine frame 5 and the cylinder 20B of which is attached to the rear roller flap 13 in a pivotable manner.
  • the rear roller flap 13 By moving the piston 20A of the piston-cylinder assembly 20 to a specific position, which is hereinafter referred to as a, or by retracting or extending the piston 20A from an initial position by a predetermined distance, which is hereinafter referred to as ⁇ a the rear roller flap 13 can be pivoted upwards or downwards about the pivot axis 14 running transversely to the working direction into a predetermined pivoting position ⁇ or by a predetermined pivoting angle ⁇ , which correlates with the distance ⁇ a, so that the lower edge 13A of the roller flap 13 is opposite the bottom 6 can be raised or lowered ( Figure 3A ).
  • roller flap adjustment device 19 has an in 1 non-illustrated control device 21, which includes a control and computing unit 21A, which can form a separate control and computing unit or can be part of the central control and computing device of the ground milling machine ( 2 ).
  • the control and processing unit 21A of the control device 21 of the drum flap adjusting device 19 can, for example, be a general processor, a digital signal processor (DSP) for continuous processing of digital signals, a microprocessor, an application-specific integrated circuit (ASIC), an integrated circuit consisting of logic elements ( FPGA) or other integrated circuits (IC) or hardware components to control the actuators.
  • DSP digital signal processor
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FPGA logic elements
  • IC integrated circuits
  • a data processing program software can run on the hardware components.
  • a combination of the various components is also possible.
  • the roller flap adjusting device 19 also includes other components known to those skilled in the art, in particular hydraulic components, for example hydraulic pumps, hydraulic valves, hydraulic lines.
  • the ground milling machine has a drive device (not shown) for hydraulic components, for example hydraulic pumps or hydraulic motors, for example for driving the running gear.
  • a drive device for hydraulic components, for example hydraulic pumps or hydraulic motors, for example for driving the running gear.
  • the machine operator moves the soil milling machine to the desired position with the milling/mixing drum 9 raised.
  • the lifting columns 4 are largely extended and the milling/mixing drum 9 is moved to an upper position ( Figure 3A ).
  • the lifting columns 4 are then largely retracted and the milling/mixing roller 9 is brought into a position in which it touches the ground 6 touches. This process is also known as scratching.
  • the piston 20A of the piston-cylinder assembly 20 is in the "a 0" position and the roller flap 13 is in the pivoted position " ⁇ 0" ( Figure 3B ).
  • a zero adjustment takes place for the milling/mixing roller adjustment device 16, so that the milling/mixing roller can be lowered further or the piston 17A of the piston-cylinder assemblies 17 of the milling/mixing roller adjustment device 16 by a predetermined distance corresponds to the milling depth.
  • the change in length of the piston-cylinder arrangement does not necessarily have to correspond to a change in milling depth in a ratio of 1:1.
  • the change in milling depth can be calculated from the stroke of the piston 17A, taking into account the geometric conditions.
  • a reference plane which corresponds to the surface of the unmilled floor 6 is established with the zero adjustment.
  • the milling depth can thus be set via the distance to be covered by which the milling/mixing drum 9 is lowered relative to the machine frame 5 or the ground surface or the piston 17A is moved in or out, or the milling depth can be adjusted when lowering the milling/mixing drum Mixing roller or moving the piston can be determined from the distance covered.
  • the distance traveled can be recorded with the known distance sensors.
  • the milling/mixing drum 9 is now lowered to the desired milling depth so that the milling process begins ( Figure 3C ).
  • FIG. 2 shows a simplified hydraulic circuit diagram of an embodiment for realizing a floating position for the piston-cylinder arrangement 20 of the roller flap adjusting device 19.
  • a hydraulic valve 22 connects the upper and lower cylinder chambers of the piston-cylinders via the hydraulic lines 23, 24 connected to the cylinder connections -Arrangement 20 for raising and lowering the rear roller flap 13 with a hydraulic tank, not shown, so that the chambers are not subjected to the system pressure.
  • the hydraulic valve 22 is a 4/3-way valve.
  • the hydraulic lines leading to the hydraulic valve 22 are in 2 not shown for the sake of simplicity. Since no specific hydraulic force acts on the cylinder, the piston 20A can move in the cylinder 20B, so that the roller flap 13 moves downward due to its weight.
  • one or the other hydraulic line 23, 24 can be subjected to the system pressure (pressure line) or connected to the tank (tank line), so that the piston 20A is moved up or down.
  • the drum flap adjustment device 19 can also be designed in such a way that the drum flap 13 does not rest on the ground under its own weight, but is loaded or relieved with an additional contact force. If both chambers are subjected to a pressure in the floating position, which preferably does not correspond to the system pressure, the downward movement of the cylinder flap can be supported by a corresponding design of the effective contact surfaces of the cylinder, for example with the same pressure in both cylinder chambers.
  • the invention can also be implemented by a roller flap adjustment device 19 with a single-acting piston-cylinder arrangement.
  • a single-acting piston-cylinder arrangement is characterized in that it can only be actuated in one direction.
  • the roll flap adjustment device 19 only needs to be able to raise the roll flap.
  • the floating position is achieved in that when no hydraulic pressure is applied to the piston-cylinder arrangement, the roller flap sinks in the direction of gravity due to its own weight.
  • FIGS 3C and 3D show the roller housing 8 when the milling/mixing roller 9 ( Figure 3C ) and after starting up the ground milling machine ( 3D ).
  • 3D shows the point in time at which the material 25 has reached the rear roller flap 13.
  • the control device 21 of the drum flap adjusting device 19 or the central control and computing device of the ground milling machine, which can include the control and computing unit of the control device of the drum flap adjusting device, is configured such that the following method steps are carried out.
  • the roll flap adjustment device 19 provides a roll flap position correction mode that can be activated manually or automatically and comprises at least one roll flap position correction cycle.
  • control device 21 of the roller flap adjustment device 19 has an operating element 26 ( 2 ) which the machine operator can actuate after starting the ground milling machine or after setting a greater milling depth during milling operation.
  • operating element 26 When operating element 26 is actuated, a control signal is generated, which control and computing unit 21A of control device 21 of roller flap adjustment device 19 receives.
  • the platen position correction mode is switched on, so that a first platen position correction cycle is carried out.
  • the piston 20A of the piston-cylinder arrangement 20 is moved by a predetermined distance ⁇ a 2 , which is connected to a distance sensor 28 ( 2 ) can be detected, retracted.
  • the distance a 2 or ⁇ a 2 which is a variable that correlates with the pivot position, in particular the height of the lower edge 13A of the roller flap 13, can be read from a memory 27 ( 2 ) are read out, in which a swivel angle or a distance correlating with the swivel angle is stored for different milling depths to be set.
  • Figure 3G shows the time at which the rear drum flap 13 from the first pivoted position (h 11 ) ( Figure 3E ) has been lifted into the second pivoted position (h 21 ) after the floating position has been removed
  • Figure 3H shows the point in time at which the rear roller flap 13 has assumed the third pivoting position (h 31 ) after the floating position has been reset. Since milled material has flowed in in the meantime, it can be seen that the third swivel position ( Figure 3H ) largely the second swivel position ( Figure 3G ) corresponds, ie h 31 ⁇ h 21 in the present exemplary embodiment. In this case, h 31 is greater than h 11 .
  • the drive device When the ground milling machine is started and the milling depth is greater than zero, the drive device generates a control signal which the control and computing unit 21A of the control device 21 of the drum flap adjustment device 19 receives. After receiving the control signal, a timer 21AA or an odometer 21AB starts set. Timer and/or odometer can be part of the drum flap adjusting device 19, in particular its control and computing unit 21A, or other components of the ground milling machine.
  • the control device 21 switches off the floating position in a first step and pivots the rear drum flap 13 out of the first pivoting position ( Figure 3E ) upwards to the second swivel position ( Figure 3G ). Then, in a second step, the floating position is switched on again, so that the rear roller flap 13 has a third pivoted position ( Figure 3H ) occupies, in which the lower edge 13A rests on the milled material 25.
  • the roller flap position correction mode is also activated automatically when the milling/mixing roller adjustment device 16 generates a control signal which signals to the control and computing unit 21A of the control device 21 of the roller flap adjustment device 19 that the milling/mixing roller adjustment device during the milling operation has increased the milling depth by a specified value.
  • the rear roller flap 13 still exerts a not inconsiderable counter-pressure on the material, so that material can continue to accumulate. This applies to both starting and increasing the milling depth.
  • another roller flap position correction cycle is carried out.
  • the roll flap position correction cycles are carried out until it is determined that the in Figure 3F shown state of equilibrium.
  • the roll flap position correction cycle of the roll flap position correction mode includes a checking routine.
  • control device 21 of the roller flap adjustment device 19 is designed to carry out the checking routine configured that on the basis of a comparison of the value of the variable correlating with the third pivot position, which is the distance ⁇ a in the present exemplary embodiment, with a threshold value, a state of equilibrium is inferred. Taking the dynamic conditions into account, different threshold values can be defined, which can be stored in the memory 27 and read out by the control and computing unit 21A of the control device 21 of the drum flap adjustment device 19 .
  • the control device records the distance ⁇ a 3 that the piston 20A of the piston-cylinder arrangement 20 of the roller flap adjustment device 19 has retracted during pivoting from the second to the third pivoting position ( Figure 3G , Figure 3H ).
  • the distance ⁇ a 3 is measured when a predetermined time interval has elapsed after the floating position has been reset or the ground milling machine has covered a predetermined distance.
  • the timer 21AA which specifies a predetermined time interval, or the odometer 21AB is started.
  • other timers or odometers can also be provided.
  • the time interval or the distance for the check can be different from the time interval or the distance for the automatic activation of the drum flap position correction mode.
  • the control device 21 of the roller flap adjustment device 19 controls its piston-cylinder arrangement 20 again in such a way that the first and second steps described above are carried out.
  • the floating position is switched off and the rear roller flap 13 is moved from a first pivoted position ( Figure 3I ), in which the rear roller flap is floating on the milled material 25 rests (h 12 ), upwards into a second pivoting position ( Fig. 3J ) pivoted (h 22 ).
  • the piston 20A of the piston-cylinder arrangement 20 of the roller flap adjusting device 19 is retracted by a predetermined distance ⁇ a.
  • the floating position is then switched on again, so that the rear roller flap 13 falls into a third pivoting position (h 32 ) ( Figure 3K ).
  • the control device again detects the distance ⁇ a that the piston 20A of the piston-cylinder arrangement 20 of the roller flap adjustment device 19 has retracted during pivoting from the second to the third pivoting position.
  • the checking routine described above is then carried out again.
  • the distance ⁇ a is less than the threshold or equal to the threshold, ie the roll flap 13, like the Figures 3I to 3K show has not fallen back by a minimum amount from the second gift position, an equilibrium state is not concluded and the verification cycle is repeated. If, on the other hand, the distance ⁇ a is greater than the threshold value, ie the drum flap has fallen back, an equilibrium state is concluded. The verification cycle is repeated until the in Figure 3F has set the state of equilibrium shown, ie it is determined that the distance ⁇ a is greater than the threshold value.
  • Figure 3L shows the first pivoting position (h 13 ), Fig. 3M the second pivot position (h 23 ) and Figure 3N the third pivot position (h 33 ) of a further roll flap position correction cycle.
  • the roller flap 13 falls by a relatively large amount, with the distance ⁇ a being greater than the threshold value, so that a state of equilibrium can be concluded (h 33 ⁇ h 23 ).
  • the drum flap position correction mode is then deactivated.
  • the roller flap position correction mode is not yet deactivated if it is determined only once that the distance ⁇ a is greater than the threshold value. Rather, another verification cycle is performed to verify whether the roller flap falls back again by an amount that is greater than the threshold value.
  • an equilibrium condition is determined based on a comparison of the value of the with the third pivot position ( Figure 3H ) correlating variable, which is the distance a 3 or ⁇ a 3 in the present exemplary embodiment, with the value associated with the first pivoting position ( Figure 3E ) correlating variable, which is the distance a 1 or ⁇ a 1 in the present exemplary embodiment. If a steady state condition has been determined at least once, the checking routine is terminated and the drum flap position correction mode is deactivated. Otherwise, another verification cycle is performed.
  • the control device 21 of the roller flap adjustment device 19 is configured in such a way that the distance ⁇ a (hereinafter referred to as ⁇ A) by which the piston 20A of the piston-cylinder assembly 20 of the roller flap adjustment device 19 is retracted to raise the rear roller flap 13 is compared with the distance ⁇ a (hereinafter referred to as ⁇ B) by which the piston of the piston-cylinder arrangement is extended when the rear roller flap falls back, ie the amount by which the roller flap is lifted is compared with the amount , by which the milling/mixing drum falls back.
  • the controller performs another roller flap position correction mode when the distance ⁇ B is less than the distance ⁇ A.
  • the drum flap position correction mode is deactivated when it is determined that the distance ⁇ B is equal to the distance ⁇ A or greater than the distance ⁇ A.
  • the roller flap thus remains in the floating position and is pulled floating over the surface of the milled soil.
  • the roller flap position correction mode is only deactivated if the distance ⁇ B is equal to or greater than the distance ⁇ A in at least two consecutive roller flap position correction cycles.
  • the Figure 3G or. Fig. 3J shows the rear roller flap 13 in the second pivot position and Figure 3H or.
  • Figure 3K shows that the drum flap has pivoted upwards compared to the first pivoted position into the third pivoted position (h 31 >h 11 or h 32 >h 12 ), since material has meanwhile flowed in, i.e. the drum flap has opened after a specified time interval or after a predetermined distance has been covered, is lowered by an amount which is less than the amount by which the drum flap has been raised, which is determined by comparing the detected distances ⁇ A and ⁇ B.
  • the height of the lower edge 13A of the roller flap 13 is in the third pivot position ( Figure 3H or. Figure 3K ) higher than before lifting (3E or Figure 3I ). Consequently, a state of equilibrium for the material flow has not yet been established, so that another verification cycle is carried out.
  • FIGS 3L to 3N show that the height of the lower edge 13A of the rear roller flap 13 in the third pivoting position ( Figure 3N ) largely the height of the drum flap in the first pivoting position ( Figure 3L ) corresponds, so that it is determined that a state of equilibrium has been established.
  • the control device 21 of the roller flap adjustment device 19 can also be configured in such a way that the roller flap position correction mode can only be automatically activated again when the milling/mixing roller has been brought back into the zero position. This prevents the drum flap position correction mode from being activated automatically after the ground milling machine has only been at a temporary standstill.

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Abstract

Die erfindungsgemäße Bodenfräsmaschine, insbesondere Stabilisierer oder Recycler, und das erfindungsgemäße Verfahren zeichnen sich durch einen Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus aus, welcher nach dem Anfahren der Bodenfräsmaschine nach dem Ansetzen der Fräs-/Mischwalze oder nach der Erhöhung der Frästiefe manuell aktiviert werden kann oder automatisch aktiviert wird. In dem Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus wird die Stellung der hinteren Walzenklappe 13 optimiert, so dass eine Materialanhäufung und die sich daraus ergebenden Probleme weitgehend vermieden werden. Die Steuereinrichtung 21 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung ist derart ausgebildet, dass im Walzenklappen-Korrekturmodus in einem ersten Schritt die Schwimmstellung der hinteren Walzenklappe aufgehoben wird und die hintere Walzenklappe aus einer ersten Schwenkstellung in eine zweite Schwenkstellung nach oben verschwenkt wird. In einem zweiten Schritt wird die Schwimmstellung wieder eingestellt, so dass die hintere Walzenklappe eine dritte Schwenkstellung einnimmt, in der die untere Kante der hinteren Walzenklappe auf dem Boden aufliegt. Nach dem Wiedereinstellen der Schwimmstellung wird eine Überprüfungsroutine durchgeführt, welche mindestens einen Überprüfungszyklus umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bodenfräsmaschine, insbesondere einen Stablisierer oder Recycler, welche einen von Laufwerken getragenen Maschinenrahmen aufweist, an dem eine Fräs-/Mischwalze angeordnet ist, welche in einem nach unten offenen Walzengehäuse angeordnet ist, welches eine in Arbeitsrichtung hintere Walzenklappe aufweist, welche um eine quer zur Längsrichtung der Bodenfräsmaschine verlaufende Schwenkachse schwenkbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Bodenfräsmaschine.
  • Zur Stabilisierung von ungenügend tragfähigen Böden sind Stabilisierer bekannt, mit denen ein pulverförmiges oder flüssiges Bindemittel in den Boden eingebracht wird, um dessen Tragfähigkeit zu erhöhen. Es sind selbstfahrende und nicht selbstfahrende Stabilisierer bekannt, die an ein Zugfahrzeug angebaut bzw. von einem Zugfahrzeug geschleppt werden. Die bekannten Recycler unterscheiden sich von den Stabilisierern dadurch, dass die Recycler nicht nur der Verbesserung oder Verfestigung von Böden, sondern auch der Sanierung schadhafter Deckschichten von Straßen oder Wegen dienen.
  • Stabilsierer oder Recycler verfügen über einen Maschinenrahmen, an dem eine Fräs-/Mischwalze zum Auffräsen des zu stabilisierenden Bodens bzw. der zu sanierenden Deckschicht angeordnet ist, welche sich in einem nach unten offenen Walzengehäuse befindet. Das Walzengehäuse weist eine in Arbeitsrichtung vordere Walzenklappe und eine in Arbeitsrichtung hintere Walzenklappe auf, welche um eine quer zur Längsrichtung des Maschinenrahmens verlaufende Schwenkachse schwenkbar sind. An den Seiten ist das Walzengehäuse von sich in Längsrichtung erstreckenden Seitenteilen verschlossen.
  • Das von dem Walzengehäuse eingeschlossene Volumen bildet einen Mischraum für das aufgefräste Material und das Bindemittel. An dem Walzengehäuse befinden sich eine oder mehrere Dosiereinrichtungen, die eine für das Volumen des Mischraums vorgegebene Menge an ggf. unterschiedlichen Bindemitteln oder Wasser bereitstellen.
  • Zum Verschwenken der vorderen und hinteren Walzenklappe ist jeweils eine Walzenklappen-Verstelleinrichtung vorgesehen, welche mindestens einen Aktor zum Verschwenken der vorderen bzw. hinteren Walzenklappe und eine Steuereinrichtung zur Betätigung des mindestens einen Aktors aufweist, so dass die untere Kante der vorderen bzw. hinteren Walzenklappe in der Höhe gegenüber dem Boden verstellbar ist. Die Steuereinrichtung der hinteren Walzenklappe ist derart ausgebildet ist, dass der mindestens eine Aktor im Fräsbetrieb derart angesteuert wird, dass die hintere Walzenklappe in einer Schwimmstellung mit einer vorgegebenen Aufstandskraft auf dem Boden aufliegt.
  • Darüber hinaus verfügen die bekannten Stabilisierer oder Recycler über eine Fräs-/Mischwalzen-Verstelleinrichtung, die derart ausgebildet ist, dass die Höhe der Fräs-/Mischwalze gegenüber dem Maschinenrahmen einstellbar ist, so dass die Frästiefe veränderbar ist.
  • Beim Ansetzen der Fräs-/Mischwalze und bei der Aufnahme des Fräsbetriebs sowie bei einer Erhöhung der Frästiefe während des Fräsbetriebs übt die hintere Walzenklappe auch in der Schwimmstellung einen nicht unerheblichen Gegendruck auf das in dem Walzengehäuse befindliche Material aus. In der Praxis hat sich gezeigt, dass dieser Gegendruck zu einem Materialstau im Mischraum führen kann. Bei einem Materialstau kann das Mischungsverhältnis von Material und Bindemittel nicht mehr den Vorgaben entsprechen. Nachteilig ist auch, dass eine höhere Leistung für den Betrieb der Fräs-/Mischwalze notwendig ist bzw. der Fräsprozess nur mit einer niedrigeren Arbeitsgeschwindigkeit durchgeführt werden kann.
  • Das Anheben der unteren Kante der hinteren Walzenklappe nach dem Ansetzen der Fräs-/Mischwalze oder der Erhöhung der Frästiefe kann das Ausströmen des aufgestauten Materials beim Vorschub der Bodenfräsmaschine aus dem Walzengehäuse erleichtern. Wenn die hintere Walzenklappe aber zu weit geöffnet wird, besteht das Risiko, das aus dem Walzengehäuse Material nach hinten herausgeschleudert wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Betrieb einer Bodenfräsmaschine bzw. deren Arbeitsergebnis insbesondere beim Ansetzen der Fräs-/Mischwalze zur Aufnahme des Fräsbetriebs oder bei der Erhöhung der Frästiefes während des Fräsbetriebs, zu verbessern. Eine Aufgabe der Erfindung liegt insbesondere darin, beim Ansetzen der Fräs-/Mischwalze oder bei der Erhöhung der Frästiefe einen Materialstau zu vermeiden bzw. ein optimales Mischungsverhältnis von aufgefrästem Material und Bindemittel sicherzustellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Erhöhung der zum Betrieb der Fräs-/Mischwalze notwendigen Leistung bzw. eine Reduzierung der Arbeitsgeschwindigkeit beim Ansetzen der Fräs-/Mischwalze oder bei der Erhöhung der Frästiefe zu vermeiden
  • Darüber hinaus liegt eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine Bodenfräsmaschine insbesondere beim Ansetzen der Fräs-/Mischwalze zur Aufnahme des Fräsbetriebs oder bei der Erhöhung der Frästiefe während des Fräsbetriebs zur Vermeidung eines Materialstaus betrieben werden kann.
  • Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Die erfindungsgemäße Bodenfräsmaschine, insbesondere Stabilisierer oder Recycler, und das erfindungsgemäße Verfahren zeichnen sich durch einen Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus aus, welcher nach dem Ansetzen der Fräs-/Mischwalze und dem Anfahren der Bodenfräsmaschine oder während des eigentlichen Fräsbetriebs nach der Erhöhung der Frästiefe manuell aktiviert werden kann oder automatisch aktiviert wird. Der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus umfasst mindestens einen Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus, um die Stellung der hinteren Walzenklappe zu optimieren, so dass eine Materialanhäufung und die sich daraus ergebenden Probleme weitgehend vermieden werden. Der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus kann vom dem Maschinenführer oder der Maschinenführerin manuell aktiviert werden oder vollautomatisch in Gang gesetzt werden, so dass ein manueller Eingriff nicht notwendig ist. Während des Betriebs der Bodenfräsmaschine im Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus ist ein manueller Eingriff nicht erforderlich. Nach der Korrektur der Walzenklappenstellung kann der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus automatisch wieder deaktiviert werden.
  • Die Steuereinrichtung der Walzenklappen-Verstelleinrichtung ist derart ausgebildet, dass in dem mindestens einen Walzenklappen-Korrekturzyklus in einem ersten Schritt die Schwimmstellung der hinteren Walzenklappe aufgehoben wird und die hintere Walzenklappe aus einer ersten Schwenkstellung in eine zweite Schwenkstellung nach oben verschwenkt wird, so dass die untere Kante der hinteren Walzenklappe angehoben ist. Folglich kann das in dem Walzengehäuse aufgestaute Material ausströmen. Der Schwenkwinkel, um den die Walzenklappe nach oben verschwenkt wird, kann von der Steuereinrichtung vorgegeben werden. Das Walzengehäuse sollte so weit geöffnet werden, dass aufgestautes Material aus dem Walzengehäuse einerseits ungehindert ausströmen kann, andererseits nicht so weit geöffnet werden, dass eine größere Gefahr des Herausschleuderns von Material besteht. In einem zweiten Schritt, nachdem die hintere Walzenklappe die zweite Schwenkstellung eingenommen hat, wird die Schwimmstellung wieder eingestellt, so dass die hintere Walzenklappe eine dritte Schwenkstellung einnimmt, in der die untere Kante der hinteren Walzenklappe auf dem Boden aufliegt.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der mindestens eine Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus eine Überprüfungsroutine umfasst. Das Grundprinzip der Überprüfungsroutine liegt in der Überwachung der Bewegung der Walzenklappe nach der Wiedereinstellung der Schwimmstellung.
  • Die Überprüfungsroutine sieht vor, eine mit der dritten Schwenkstellung korrelierende Größe mit einem Schwellwert oder eine mit der dritten Schwenkstellung korrelierenden Größe mit dem Wert einer mit der ersten Schwenkstellung korrelierenden Größe zu vergleichen, wobei der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus auf der Grundlage eines Vergleichs des Werts einer mit der dritten Schwenkstellung korrelierenden Größe mit einem Schwellwert oder auf der Grundlage eines Vergleichs des Werts einer mit der dritten Schwenkstellung korrelierenden Größe mit dem Wert einer mit der ersten Schwenkstellung korrelierenden Größe deaktiviert wird.
  • Wenn die angehobene Walzenklappe nach der Wiedereinstellung der Schwimmstellung in eine untere Stellung zurückfällt, d. h. nicht in der angehobenen Stellung verbleibt, wird davon ausgegangen, dass sich ein kontinuierlicher Materialfluss eingestellt hat, bei dem sich das aufgefräste Material, das sich im Mischraum ansammelt, und das aus dem Mischraum unter der Walzenklappe ausströmende Material in einem Gleichgewichtszustand befindet, so dass ein Materialstau nicht auftritt. Insbesondere kann überprüft werden, ob die Walzenklappe wieder in die Position absinkt, aus der sie angehoben worden ist. In diesem Fall kann der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus deaktiviert werden.
  • Für die Bewegung der Walzenklappe kann ein Schwellwert definiert werden. Wenn die Bewegung der Walzenklappe nach der Wiedereinstellung der Schwimmstellung kleiner als der Schwellwert oder gleich dem Schwellwert ist, d. h. die Walzenklappe nicht um einen vorgegebenen Betrag zurückgefallen ist, wird ein weiterer Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus durchgeführt. Ist die Bewegung der Walzenklappe hingegen größer als der Schwellwert, d. h. die Walzenklappe ist um einen vorgegebenen Betrag zurückgefallen ist, wird der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus deaktiviert.
  • Die mit den Schwenkstellungen korrelierende Größe kann eine Größe sein, die sich mit einem geringen technischen Aufwand leicht erfassen lässt. Die Auswertung der Werte dieser Größe hängt davon ab, ob die Größe mit dem Anheben der Walzenklappe zunimmt oder abnimmt. Wenn die Größe beispielsweise ein Schwenkwinkel ist, hängt die Auswertung davon ab, welcher Winkel als Schwenkwinkel definiert wird. Für den Vergleich der mit den Schwenkstellungen korrelierende Größen vor und nach dem Anheben der Fräsklappe können unterschiedliche mathematische Verfahren angewandt werden.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die mit der ersten und dritten Schwenkstellung korrelierende Größe eine mit der Höhe der unteren Kante der hinteren Walzenklappe korrelierende Größe ist. Der Wert dieser Größe nimmt beim Öffnen der Walzenklappe zu. Bei dieser Ausführungsform werden die Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklen solange durchgeführt, bis in zumindest einmal festgestellt wird, dass die Höhe der unteren Kante der hinteren Walzenklappe in der dritten Schwenkstellung gleich der Höhe oder kleiner als die Höhe der unteren Kante der hinteren Walzenklappe in der ersten Schwenkstellung ist. Ein weiterer Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus wird hingegen durchgeführt, wenn die Höhe der unteren Kante der hinteren Walzenklappe in der dritten Schwenkstellung größer als die Höhe der unteren Kante der hinteren Walzenklappe in der ersten Schwenkstellung ist. Folglich kann der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus nach nur einem oder mehreren Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklen beendet sein. Der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus kann also nur einen Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklen umfassen, wenn nur einmal überprüft werden soll, dass die untere Kante der hinteren Walzenklappe in der dritten Schwenkstellung gleich der Höhe oder kleiner als die Höhe der unteren Kante der hinteren Walzenklappe in der ersten Schwenkstellung ist und dies auch der Fall ist. Die mehrmalige Feststellung dieser Bedingungen hat aber den Vorteil, dass der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus erst dann deaktiviert wird, wenn sich ein Gleichgewichtszustand dauerhaft eingestellt hat.
  • Die Höhe der unteren Kante der Walzenklappe ist eine sich auf eine Bezugsebene beziehenden Größe, die der ungefräste Boden sein kann. Wenn die Höhe des Bodens gegenüber dem Maschinenrahmen bzw. zum Walzengehäuse bekannt ist, kann die Höhe der unteren Kante der Walzenklappe aus der Höhe der Walzenklappe gegenüber dem Maschinenrahmen bzw. dem Walzengehäuse ermittelt werden.
  • Der mindestens eine Aktor der Walzenklappen-Verstelleinrichtung kann eine an der Walzenklappe angreifende Kolben-Zylinder-Anordnung sein, wobei zur Erfassung der mit der ersten und/oder dritten Schwenkstellung korrelierenden Größe eine die Stellung des Kolbens der Kolben-Zylinder-Anordnung erfassende Messeinheit, insbesondere ein Wegstreckensensor, vorgesehen sein kann. Beispielsweise kann der Kolben der Kolben-Zylinder-Anordnung an dem Maschinenrahmen und deren Zylinder an der Walzenklappe, oder umgekehrt, schwenkbar befestigt sein. Diese Ausführungsform lässt sich ohne größeren technischen Aufwand einfach realisieren. Bei dieser Ausführungsform kann der Vergleich der Schwenkstellungen einfach dadurch erfolgen, dass der Hub des Kolbens beim Anheben mit dem Hub des Kolbens beim Absenken verglichen wird. Wenn der Kolben beim Absenken, um eine kleinere Wegstrecke ausgefahren wird, um die der Kolben beim Anheben der Walzenklappe eingefahren worden ist, d. h. die Walzenklappe behält ihre obere Stellung bei oder wird durch den Materialstrom noch weiter angehoben, wird ein weiterer Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus durchgeführt. Wenn die Walzenklappe nach dem Anheben wegen des Ausbleibens eines Materialstroms hingegen in eine untere Stellung zurückfällt, wird die Überprüfung beendet.
  • Die Steuereinrichtung der Walzenklappen-Verstelleinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Schwimmstellung in dem zweiten Schritt nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls oder nach Zurücklegen einer vorgegebenen Wegstrecke nach der Aufhebung der Schwimmstellung oder dem Verschwenken der Walzenklappe in die dritte Schwenkstellung wieder eingestellt wird. Das Zeitintervall bzw. die Wegstrecke kann unter Berücksichtigung der dynamischen Verhältnisse in Bezug auf den Materialfluss beim Fräsbetrieb bemessen werden.
  • Der Schwenkwinkel, um den die Walzenklappe nach oben verschwenkt wird, ist von dem Volumen des aufgefrästen Materials abhängig. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht einen Speicher vor, in dem für unterschiedliche Frästiefen jeweils ein Schwenkwinkel bzw. eine mit dem Schwenkwinkel korrelierende Größe gespeichert ist, um den die hinter Walzenklappe aus der ersten in die zweite Schwenkstellung verschwenkt wird, wobei die Steuereinrichtung der Walzenklappen-Verstelleinrichtung derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit von der eingestellten Frästiefe der Schwenkwinkel bzw. eine mit dem Schwenkwinkel korrelierende Größe aus dem Speicher ausgelesen wird.
  • Zur manuellen Aktivierung des Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus kann die Steuereinrichtung der Walzenklappen-Verstelleinrichtung ein Bedienelement, beispielsweise ein Knopf oder Schalter oder einen Button auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm (Touchscreen) aufweisen, wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus durch Betätigung des Bedienelements aktiviert wird.
  • Die Steuereinrichtung der Walzenklappen-Verstelleinrichtung kann auch derart ausgebildet sein, dass der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus vollautomatisch aktiviert wird, wenn nach dem Anfahren der Bodenfräsmaschine zur Aufnahme des Fräsbetriebs ein vorgegebenes Zeitintervall abgelaufen ist oder die Bodenfräsmaschine eine vorgegebene Wegstrecke zurückgelegt hat. Der Zeitpunkt, zu dem die Bodenfräsmaschine anfährt, kann durch die Überwachung von Steuersignalen, die von der zentralen Steuer- und Recheneinrichtung der Bodenfräsmaschine zur Verfügung gestellt werden können, oder durch die Erfassung von Messwerten geeigneter Sensoren, beispielsweise Wegstreckensensoren, ermittelt werden.
  • Da eine Bodenfräsmaschine im Allgemeinen eine Fräs-/Mischwalzen-Verstelleinrichtung aufweist, die derart ausgebildet ist, dass die Höhe der Fräs-/Mischwalze gegenüber dem Maschinenrahmen einstellbar ist, so dass die Frästiefe veränderbar ist, kann die Steuereinrichtung der Walzenklappen-Verstelleinrichtung derart ausgebildet sein, dass der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus aktiviert wird, wenn die Fräs-/Mischwalzen-Verstelleinrichtung die Frästiefe während des Fräsbetriebs um einen vorgegebenen Wert erhöht hat und nach der Erhöhung der Frästiefe ein vorgegebenes Zeitintervall abgelaufen ist oder die Fräs-/Mischwalzen-Verstelleinrichtung die Frästiefe während des Fräsbetriebs um einen vorgegebenen Wert erhöht hat und nach der Erhöhung der Frästiefe die Bodenfräsmaschine eine vorgegebene Wegstrecke zurückgelegt hat. Das Zeitintervall bzw. die Wegstrecke kann unter Berücksichtigung der dynamischen Verhältnisse beim Fräsbetrieb bemessen werden. Die Fräs-/Mischwalze kann gegenüber dem Maschinenrahmen in der Höhe verstellbar sein, wobei der Maschinenrahmen von Hubsäulen getragen wird, die an Laufwerken befestigt sind, so dass der Maschinenrahmen gegenüber dem Boden in der Höhe verstellbar ist.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bodenfräsmaschine in teilweiser geschnittener Darstellung,
    Fig. 2
    ein Schaubild zur Veranschaulichung des Aufbaus der Walzenklappen-Verstelleinrichtung und der Fräs-/Mischwalzen-Verstelleinrichtung,
    Fig. 3A bis Fig. 3N
    die Bodenfräsmaschine in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung mit den unterschiedlichen Positionen der hinteren Walzenklappe beim Anfahren und beim Betrieb der Bodenfräsmaschine.
  • Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Bodenfräsmaschine in der Seitenansicht, die in der EP 2 977 514 B1 im Einzelnen beschrieben ist. Die Bodenfräsmaschine weist ein Fahrwerk 1 auf, das zwei vordere Laufwerke 2 und zwei hintere Laufwerke 3 umfasst. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Laufwerke 2, 3 Räder. An den Laufwerken 2, 3 sind jeweils Hubsäulen 4 befestigt, die einen Maschinenrahmen 5 tragen, so dass der Maschinerahmen in der Höhe gegenüber dem Boden 6 verstellbar ist. In Arbeitsrichtung 11 vor den vorderen Laufwerken 2 befindet sich am Maschinenrahmen 5 der Fahrerstand 7. Zwischen den Laufwerken ist an dem Maschinenrahmen 5 ein nach unten offenes Walzengehäuse 8 angeordnet, in dem sich eine Fräs-/Mischwalze 9 befindet. Die Rotationsrichtung der Fräs-/Mischwalze ist mit einem Pfeil 10 gekennzeichnet. Das Walzengehäuse 8 weist eine in Arbeitsrichtung 11 vordere Walzenklappe 12 und eine in Arbeitsrichtung hintere Walzenklappe 13 auf, welche jeweils um eine quer zur Längsrichtung des Maschinenrahmens verlaufende Schwenkachse 14' bzw. 14 schwenkbar sind. An den Seiten ist das Walzengehäuse von sich in Längsrichtung erstreckenden Seitenteilen 15 verschlossen, die in Fig. 1 nur andeutungsweise dargestellt sind.
  • Zur Höhenverstellung der Fräs-/Mischwalze 9 weist die Bodenfräsmaschine eine Fräs-/Mischwalzen-Verstelleinrichtung 16 auf, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kolben-Zylinderanordnung 17 mit einem Kolben 17A und einem Zylinder 17B umfasst. Durch Betätigung des Kolbens 17A der Kolben-Zylinder-Anordnungen 17 kann die Fräs-/Mischwalze 9 in der Höhe gegenüber dem Maschinenrahmen 5 bzw. dem Boden 6 verstellt werden, wobei sich die Achse der Fräs-/Mischwalze auf einer Kreisbahn bewegt. Eine Höhenverstellung der Fräs-/Mischwalze 9 gegenüber dem Boden 6 ist auch durch Einfahren bzw. Ausfahren der Hubsäulen 4 möglich. Zur Ansteuerung der Kolben-Zylinderanordnung 17 der Fräs-/Mischwalzen-Verstelleinrichtung 16 ist eine in Fig. 1 nicht dargestellte Steuereinrichtung 18 vorgesehen, welche eine Steuer- und Recheneinheit 18A umfasst, welche eine separate Steuer- und Recheneinheit bilden kann oder Bestandteil einer nicht dargestellten zentralen Steuer- und Recheneinrichtung der Bodenfräsmaschine sein kann (Fig. 2).
  • Zur Einstellung der Position der in Arbeitsrichtung vorderen und hinteren Walzenklappe 12, 13 ist eine vordere und hintere Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 vorgesehen. In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird nur die hintere Walzenklappe betrachtet.
  • Die Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 der hinteren Walzenklappe 13 weist mindestens einen an der Walzenklappe angreifenden Aktor 20 auf. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Aktor eine Kolben-Zylinder-Anordnung 20, deren Kolben 20A an dem Maschinenrahmen 5 und deren Zylinder 20B an der hinteren Walzenklappe 13 schwenkbar befestigt ist.
  • Durch Bewegen des Kolbens 20A der Kolben-Zylinder-Anordnung 20 in eine bestimmte Position, die nachfolgend mit a bezeichnet wird, bzw. durch Einfahren bzw. Ausfahren des Kolbens 20A aus einer Ausgangsposition um eine vorgegebene Wegstrecke, die nachfolgend mit Δa bezeichnet wird, kann die hintere Walzenklappe 13 um die quer zur Arbeitsrichtung verlaufende Schwenkachse 14 in eine vorgegebene Schwenkstellung α bzw. um einen vorgegebenen Schwenkwinkel Δα, der mit der Wegstrecke Δa korreliert, nach oben bzw. unten verschwenkt werden, so dass die untere Kante 13A der Walzenklappe 13 gegenüber dem Boden 6 angehoben bzw. abgesenkt werden kann (Fig. 3A).
  • Zur Ansteuerung des Aktors 20 weist die Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 eine in Fig. 1 nicht dargestellte Steuereinrichtung 21 auf, welche eine Steuer- und Recheneinheit 21A umfasst, welche eine separate Steuer- und Recheneinheit bilden kann oder Bestandteil der zentralen Steuer- und Recheneinrichtung der Bodenfräsmaschine sein kann (Fig. 2).
  • Die Steuer- und Recheneinheit 21A der Steuereinrichtung 21 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 kann beispielsweise einen allgemeinen Prozessor, einen digitalen Signalprozessor (DSP) zur kontinuierlichen Bearbeitung digitaler Signale, einen Mikroprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), einen aus Logikelementen bestehenden integrierten Schaltkreis (FPGA) oder andere integrierte Schaltkreise (IC) oder Hardware-Komponenten aufweisen, um die Ansteuerung der Aktoren auszuführen. Auf den Hardware-Komponenten kann ein Datenverarbeitungsprogramm (Software) laufen. Es ist auch eine Kombination der verschiedenen Komponenten möglich.
  • Die Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 umfasst noch weitere dem Fachmann bekannte Komponenten, insbesondere Hydraulikkomponenten, beispielsweise Hydraulikpumpen, Hydraulikventile, Hydraulikleitungen.
  • Darüber hinaus verfügt die Bodenfräsmaschine über eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung für hydraulischen Komponenten, beispielsweise Hydraulikpumpen oder Hydraulikmotoren beispielsweise zum Antrieb der Laufwerke.
  • Nachfolgend wird die Ansteuerung der hinteren Walzenklappe 13 durch die Steuereinrichtung 21 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 unter Bezugnahme auf die Figuren 3A bis 3N im Einzelnen beschrieben, in denen die einander entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Zunächst wird das Ansetzen der Fräs-/Mischwalze 9 zur Aufnahme des Fräsbetriebs beschrieben.
  • Zum Ansetzen der Fräs-/Mischwalze 9 wird die Bodenfräsmaschine vom Maschinenführer oder der Maschinenführerin mit angehobener Fräs-/Mischwalze 9 in die gewünschte Position gefahren. In dieser Position sind die Hubsäulen 4 weitgehend ausgefahren und die Fräs-/Mischwalze 9 ist in eine obere Position gefahren (Fig. 3A). Daraufhin werden die Hubsäulen 4 weitgehend eingefahren und die Fräs-/Mischwalze 9 wird in eine Position gebracht, in der diese den Boden 6 berührt. Dieser Vorgang wird auch als Ankratzen bezeichnet. In dieser Position befindet sich der Kolben 20A der Kolben-Zylinder-Anordnung 20 in der Position "a0" und die Walzenklappe 13 in der Schwenkstellung "α0" (Fig. 3B). Wenn die Fräs-/Mischwalze 9 den Boden 6 berührt, findet für die Fräs-/Mischwalzen-Verstelleinrichtung 16 ein Null-Abgleich statt, so dass ein weiteres Absenken der Fräs-/Mischwalze bzw. ein Bewegen des Kolbens 17A der Kolben-ZylinderAnordnungen 17 der Fräs-/Mischwalzen-Verstelleinrichtung 16 um eine vorgegebene Wegstrecke der Frästiefe entspricht. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Längenänderung der Kolben-Zylinder-Anordnung nicht zwangsläufig in einem Verhältnis von 1:1 einer Frästiefenänderung entsprechen muss. Die Frästiefenänderung kann unter Berücksichtigung der geometrischen Verhältnisse aus dem Hub des Kolbens 17A berechnet werden. Mit dem Null-Abgleich wird eine Referenzebene festgelegt, welche der Oberfläche des ungefrästen Bodens 6 entspricht. Die Frästiefe kann somit über die zurückzulegende Wegstrecke, um welche die Fräs-/Mischwalze 9 gegenüber dem Maschinenrahmen 5 bzw. der Bodenoberfläche abgesenkt wird bzw. der Kolben 17A ein- bzw. ausgefahren wird, eingestellt oder die Frästiefe kann beim Absenken der Fräs-/Mischwalze bzw. Bewegen des Kolbens aus der zurückgelegten Wegstrecke ermittelt werden. Die Wegstrecke kann mit den bekannten Wegstreckensensoren erfasst werden. Die Fräs-/Mischwalze 9 wird nunmehr auf die gewünschte Frästiefe abgesenkt, so dass der Fräsvorgang beginnt (Fig. 3C). In der abgesenkten Position wird die hintere Walzenklappe 13 in eine Schwimmstellung gebracht, in der die unteren Kante 13A der Walzenklappe mit einer vorgegebenen Aufstandskraft auf dem Boden 6 aufliegt, so dass das Walzengehäuse 8 hinten verschlossen ist (h=0). Hydraulische Anordnungen zur Realisierung einer Schwimmstellung gehören zum Stand der Technik ( DE 10 2004 012 382 B4 ).
  • Fig. 2 zeigt einen vereinfachten Hydraulikschaltplan eines Ausführungsbeispiels zur Realisierung einer Schwimmstellung für die Kolben-Zylinder-Anordnung 20 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19. Ein Hydraulikventil 22 verbindet in der Schwimmstellung über die an den Zylinderanschlüssen angeschlossenen Hydraulikleitungen 23, 24 den oberen und unteren Zylinderraum der Kolben-Zylinder-Anordnung 20 zum Anheben und Absenken der hinteren Walzenklappe 13 mit einem nicht dargestellten Hydrauliktank, so dass die Kammern nicht mit dem Systemdruck beaufschlagt werden. Bei dem Hydraulikventil 22 handelt es sich um ein 4/3 Wegeventil. Die zu dem Hydraulikventil 22 führenden Hydraulikleitungen sind in Fig. 2 der Einfachheit halber nicht dargestellt. Da auf den Zylinder keine spezifische Hydraulikkraft wirkt, kann sich der Kolben 20A in dem Zylinder 20B verschieben, so dass sich die Walzenklappe 13 aufgrund ihrer Gewichtskraft nach unten bewegt. Durch Umschalten des Hydraulikventils 22 kann jeweils die eine oder andere Hydraulikleitung 23, 24 mit dem Systemdruck beaufschlagt werden (Druckleitung) oder mit dem Tank verbunden werden (Tankleitung), so dass der Kolben 20A nach oben oder unten gefahren wird.
  • Die Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 kann auch derart ausgebildet sein, dass die Walzenklappe 13 nicht mit ihrem Eigengewicht auf dem Boden aufliegt, sondern mit einer zusätzlichen Aufstandskraft belastet oder entlastet wird. Wenn beide Kammern in der Schwimmstellung mit einem Druck beaufschlagt sind, der aber vorzugsweise nicht dem Systemdruck entspricht, kann beispielsweise bei gleichem Druck in beiden Zylinderräumen die Bewegung der Walzenklappe nach unten durch eine entsprechende Ausbildung der wirksamen Anlageflächen des Zylinders unterstützt werden.
  • Grundsätzlich kann die Erfindung auch durch eine Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 mit einer nur einfach wirkenden Kolben-Zylinder-Anordnung umgesetzt werden. Eine einfach wirkende Kolben-Zylinder-Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass diese lediglich in eine Richtung betätigt werden kann. Die Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 braucht lediglich in der Lage zu sein, die Walzenklappe anzuheben. Die Schwimmstellung wird dadurch realisiert, dass, wenn kein Hydraulikdruck an der Kolben-Zylinder-Anordnung anliegt, die Walzenklappe aufgrund ihres Eigengewichtes in Schwerkraftrichtung absinkt. Wenn die Bodenfräsmaschine in Gang gesetzt wird und sich in Arbeitsrichtung 11 bewegt, füllt sich der Mischraum des Walzengehäuses 8 mit dem aufgefrästen Material, das in Arbeitsrichtung hinter der Fräs-/Mischwalze 9 abgelegt wird.
  • Die Figuren 3C und 3D zeigen das Walzengehäuse 8 beim Ansetzen der Fräs-/Mischwalze 9 (Fig. 3C) und nach dem Anfahren der Bodenfräsmaschine (Fig. 3D). Der Kolben 20A der Kolben-Zylinder-Anordnung 20 befindet sich nach dem Ansetzen in der Position "a0" und die Walzenklappe 13 in der Schwenkstellung "α0".so dass die Höhe der unteren Kante 13A der hinteren Walzenklappe 13 über dem ungefrästen Boden 6, der eine Referenzebene bildet, Null ist (h=0). Es zeigt sich, dass sich der Mischraum zunehmend mit aufgefrästem Material 25 füllt, wobei sich in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit und den Materialeigenschaften ein bestimmter Schüttwinkel einstellt. Fig. 3D zeigt den Zeitpunkt, zu dem das Material 25 die hintere Walzenklappe 13 erreicht hat. Da sich die hintere Walzenklappe 13 in der Schwimmstellung befindet, kann die hintere Walzenklappe ausweichen, was in Fig. 3E angedeutet ist, wenn sich der Mischraum beim Vorschub der Bodenfräsmaschine weiter mit Material füllt (a1, α1 bzw. Δa1, Δα1). Das Ziel ist, dass sich der in Fig. 3F gezeigte Gleichgewichtszustand zwischen aufgefrästem und abgelegtem Material einstellt, in dem die untere Kante 13A der hinteren Walzenklappe 13 in der Schwimmstellung auf dem nach hinten aufgeworfenem Material 25 aufliegt und das Walzengehäuse 8 hinten verschließt, wobei das Material von der hinteren Walzenklappe abgezogen wird.
  • In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass nach dem Ansetzen der Fräs-/Mischwalze 9 während des Vorschubs der Bodenfräsmaschine ein Materialstau im Walzengehäuse 8 auftreten kann, da die Fräs-/Mischwalze in der Schwimmstellung einen nicht unerheblichen Gegendruck auf das aufgefräste Material ausübt. Im Fall eines Materialstaus kann das Mischungsverhältnis von Material und Bindemittel nicht mehr den Vorgaben entsprechen und die zum Antrieb der Fräs-/Mischwalze erforderliche Antriebsleistung zunehmen. Im ungünstigsten Fall kann aufgestautes Material die Fräs-/Mischwalze so stark in der Bewegung hemmen, dass der Verbrennungsmotor der Antriebseinrichtung abgewürgt wird. Das oben beschriebene Problem kann auch dann auftreten, wenn die Frästiefe während des Fräsbetriebs vergrößert wird.
  • Die Steuereinrichtung 21 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 bzw. die zentrale Steuer- und Recheneinrichtung der Bodenfräsmaschine, welche die Steuer- und Recheneinheit der Steuereinrichtung der Walzenklappen-Verstelleinrichtung umfassen kann, ist derart konfiguriert, dass die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden. Die Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 sieht einen manuell oder automatisch aktivierbaren Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus vor, der mindestens einen Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus umfasst.
  • Zur manuellen Aktivierung des Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus weist die Steuereinrichtung 21 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 ein Bedienelement 26 (Fig. 2) auf, welches der Maschinenführer oder die Maschinenführerin nach dem Anfahren der Bodenfräsmaschine oder der Einstellung einer größeren Frästiefe während des Fräsbetriebs betätigen kann. Bei der Betätigung des Bedienelements 26 wird ein Steuersignal erzeugt, welches die Steuer- und Recheneinheit 21A der Steuereinrichtung 21 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 empfängt.
  • Nach dem Empfangen des Steuersignals wird der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus eingeschaltet, so dass ein erster Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus durchgeführt wird. In dem Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus schaltet die Steuereinrichtung die Schwimmstellung der hinteren Walzenklappe 13 aus und steuert die Kolben-Zylinder-Anordnung 20 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung derart an, dass die hintere Walzenklappe 13 aus einer ersten Schwenkstellung (Schwimmstellung) mit einem ersten Schwenkwinkel α1 (Fig. 3E), in der die untere Kante 13A der hinteren Walzenklappe 13 auf dem aufgefrästen Material 25 schwimmend aufliegt, wobei die Höhe deren unterer Kante über dem Boden h11 ist, aus der Schenkstellung "α1" um den Winkel Δα2 nach oben in eine zweite Schwenkstellung mit einem zweiten Schwenkwinkel α2 (Höhe über dem Boden = h21) verschwenkt wird (Fig. 3G). Hierzu wird der Kolben 20A der Kolben-Zylinderanordnung 20 um eine vorgegebene Wegstrecke Δa2, die mit einem Wegstreckensensor 28 (Fig. 2) erfasst werden kann, eingefahren. Die Wegstrecke a2 bzw. Δa2, die eine mit der Schwenkstellung, insbesondere der Höhe der unteren Kante 13A der Walzenklappe 13, korrelierende Größe ist, kann aus einem Speicher 27 (Fig. 2) ausgelesen werden, in dem für unterschiedliche einzustellende Frästiefen jeweils ein Schwenkwinkel bzw. eine mit dem Schwenkwinkel korrelierende Wegstrecke gespeichert ist. Daraufhin wird in einem zweiten Schritt, die Schwimmstellung der hinteren Walzenklappe 13 wieder eingeschaltet, so dass die hintere Walzenklappe 13 eine dritte Schwenkstellung mit einem dritten Schwenkwinkel α3 (Höhe über dem Boden = h31) einnimmt, in der die untere Kante der Walzenklappe auf dem aufgefrästen Material aufliegt (Fig. 3H). Dabei bewegt sich der Kolben 20A aus der Position "a2" in die Position "a3" bzw. der Kolben wird um Δa3 ausgefahren.
  • Fig. 3G zeigt den Zeitpunkt, zu dem die hintere Walzenklappe 13 aus der ersten Schwenkstellung (h11) (Fig. 3E) nach Aufhebung der Schwimmstellung in die zweite Schwenkstellung (h21) angehoben worden ist, und Fig. 3H zeigt den Zeitpunkt, zu dem die hintere Walzenklappe 13 nach Wiedereinstellung der Schwimmstellung die dritte Schwenkstellung (h31) eingenommen hat. Da in der Zwischenzeit aufgefrästes Material nachgeströmt ist, zeigt sich, dass die dritte Schwenkstellung (Fig. 3H) weitgehend der zweiten Schwenkstellung (Fig. 3G) entspricht, d. h. bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel h31≈h21 ist. Dabei ist h31 größer h11.
  • Nachfolgend wird die automatische Aktivierung des Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus beschrieben. Beim Start der Bodenfräsmaschine und einer Frästiefe größer Null wird von der Antriebseinrichtung ein Steuersignal erzeugt, welches die Steuer- und Recheneinheit 21A der Steuereinrichtung 21 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 empfängt. Nach dem Empfangen des Steuersignals wird ein Zeitglied 21AA oder ein Wegstreckenzähler 21AB in Gang gesetzt. Zeitglied und/oder Wegstreckenzähler können Bestandteil der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19, insbesondere deren Steuer- und Recheneinheit 21A, oder anderer Komponenten der Bodenfräsmaschine sein. Wenn das vorgegebene Zeitintervall abgelaufen ist bzw. die Bodenfräsmaschine die vorgegebene Wegstrecke zurückgelegt hat, schaltet die Steuereinrichtung 21 in einem ersten Schritt die Schwimmstellung aus und verschwenkt die hintere Walzenklappe 13 aus der ersten Schwenkstellung (Fig. 3E) nach oben in die zweite Schwenkstellung (Fig. 3G). Daraufhin wird in einem zweiten Schritt die Schwimmstellung wieder eingeschaltet, so dass die hintere Walzenklappe 13 eine dritte Schwenkstellung (Fig. 3H) einnimmt, in der deren untere Kante 13A auf dem aufgefrästen Material 25 aufliegt.
  • Der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus wird auch dann automatisch aktiviert, wenn die Fräs-/Mischwalzen-Verstelleinrichtung 16 ein Steuersignal erzeugt, welches der Steuer- und Recheneinheit 21A der Steuereinrichtung 21 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 signalisiert, dass die Fräs-/Mischwalzen-Verstelleinrichtung während des Fräsbetriebs die Frästiefe um einen vorgegebenen Wert erhöht hat.
  • Wenn sich der in Fig. 3F gezeigte Gleichgewichtszustand noch nicht eingestellt haben sollte, übt die hintere Walzenklappe 13 nach wie vor einen nicht unerheblichen Gegendruck auf das Material aus, so dass sich weiterhin Material aufstauen kann. Dies gilt sowohl für den Fall des Anfahrens als auch der Erhöhung der Frästiefe. In diesem Fall wird ein weiterer Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus durchgeführt. Die Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklen werden solange durchgeführt, bis festgestellt wird, dass sich der in Fig. 3F gezeigte Gleichgewichtszustand eingestellt hat. Hierfür umfasst der Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus des Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus eine Überprüfungsroutine.
  • Zur Durchführung der Überprüfungsroutine ist die Steuereinrichtung 21 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 bei einer Ausführungsform derart konfiguriert, dass auf der Grundlage eines Vergleichs des Werts der mit der dritten Schwenkstellung korrelierenden Größe, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Wegstrecke Δa ist, mit einem Schwellwert, auf einen Gleichgewichtszustand geschlossen wird. Unter Berücksichtigung der dynamischen Verhältnisse können unterschiedliche Schwellwerte festgelegt werden, die in dem Speicher 27 gespeichert und von der Steuer- und Recheneinheit 21A der Steuereinrichtung 21 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 ausgelesen werden können.
  • Für diese Überprüfung erfasst die Steuereinrichtung die Wegstrecke Δa3, die der Kolben 20A der Kolben-Zylinder-Anordnung 20 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 beim Verschwenken von der zweiten in die dritte Schwenkstellung eingefahren worden ist (Fig. 3G, Fig. 3H). Die Wegstrecke Δa3 wird gemessen, wenn nach der Wiedereinstellung der Schwimmstellung ein vorgegebenes Zeitintervall abgelaufen ist oder die Bodenfräsmaschine eine vorgegebene Wegstrecke zurückgelegt hat. Hierfür wird das Zeitglied 21AA, das ein vorgegebenes Zeitintervall vorgibt, oder der Wegstreckenzähler 21AB gestartet. Es können aber auch andere Zeitglieder bzw. Wegstreckenzähler vorgesehen sein. Das Zeitintervall bzw. die Wegstrecke für die Überprüfung können von dem Zeitintervall bzw. der Wegstrecke für die automatische Aktivierung des Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus verschieden sein.
  • Wenn die Wegstrecke Δa3 kleiner als der Schwellwert oder gleich dem Schwellwert ist, d. h. die Walzenklappe 13, wie die Figuren 3G und 3H zeigen, aus der zweiten Schenkstellung nicht um einen Mindestbetrag zurückgefallen ist, wird nicht auf einen Gleichgewichtzustand geschlossen und der Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus wird wiederholt. Hierzu steuert die Steuereinrichtung 21 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 deren Kolben-Zylinder-Anordnung 20 wieder derart an, dass der oben beschriebene erste und zweite Schritt durchgeführt werden. Die Schwimmstellung wird ausgeschaltet und die hintere Walzenklappe 13 wird aus einer ersten Schwenkstellung (Fig. 3I), in der die hintere Walzenklappe schwimmend auf dem aufgefrästen Material 25 aufliegt (h12), nach oben in eine zweite Schwenkstellung (Fig. 3J) verschwenkt (h22). Hierzu wird der Kolben 20A der Kolben-Zylinderanordnung 20 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 um eine vorgegebene Wegstrecke Δa eingefahren. Daraufhin wird die Schwimmstellung wieder eingeschaltet, so dass die hintere Walzenklappe 13 in eine dritte Schwenkstellung (h32) abfällt (Fig. 3K).
  • Die Steuereinrichtung erfasst wieder die Wegstrecke Δa, die der Kolben 20A der Kolben-Zylinder-Anordnung 20 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 beim Verschwenken von der zweiten in die dritte Schwenkstellung eingefahren worden ist. Daraufhin wird wieder die oben beschriebene Überprüfungsroutine durchgeführt.
  • Wenn die Wegstrecke Δa kleiner als der Schwellwert oder gleich dem Schwellwert ist, d. h. die Walzenklappe 13, wie die Figuren 3I bis 3K zeigen, aus der zweiten Schenkstellung nicht um einen Mindestbetrag zurückgefallen ist, wird nicht auf einen Gleichgewichtzustand geschlossen und der Überprüfungszyklus wird wiederholt. Wenn die Wegstrecke Δa hingegen größer als der Schwellwert ist, d. h. die Walzenklappe zurückgefallen ist, wird auf einen Gleichgewichtzustand geschlossen. Der Überprüfungszyklus wird solange wiederholt bis sich der in Fig. 3F gezeigte Gleichgewichtszustand eingestellt hat, d. h. festgestellt wird, dass die Wegstrecke Δa größer als der Schwellwert ist.
  • Fig. 3L zeigt die erste Schwenkstellung (h13), Fig. 3M die zweite Schwenkstellung (h23) und Fig. 3N die dritte Schwenkstellung (h33) eines weiteren Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus. Es zeigt sich, dass die Walzenklappe 13 um einen relativ großen Betrag abfällt, wobei die Wegstrecke Δa größer als der Schwellwert ist, so dass auf einen Gleichgewichtszustand geschlossen werden kann (h33 < h23). Der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus wird daraufhin deaktiviert. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus aber noch nicht deaktiviert, wenn nur einmal festgestellt wird, dass die Wegstrecke Δa größer als der Schwellwert ist. Vielmehr wird ein weiterer Überprüfungszyklus durchgeführt, um zu überprüfen, ob die Walzenklappe wieder um einen Betrag zurückfällt, der größer als der Schwellwert ist.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird auf einen Gleichgewichtszustand auf der Grundlage eines Vergleichs des Werts der mit der dritten Schwenkstellung (Fig. 3H) korrelierenden Größe, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Wegstrecke a3 bzw. Δa3 ist, mit dem Wert der mit der ersten Schwenkstellung (Fig. 3E) korrelierenden Größe, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Wegstrecke a1 bzw. Δa1 ist, geschlossen. Wenn zumindest einmal ein Gleichgewichtszustand festgestellt worden ist, wird die Überprüfungsroutine beendet und der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus wird deaktiviert. Ansonsten wird ein weiterer Überprüfungszyklus durchgeführt. Bei dieser Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 21 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 derart konfiguriert, dass die Wegstrecke Δa (nachfolgend als ΔA bezeichnet), um die der Kolben 20A der Kolben-Zylinder-Anordnung 20 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 zum Anheben der hinteren Walzenklappe 13 eingefahren wird, mit der Wegstrecke Δa (nachfolgend als ΔB bezeichnet), um die der Kolben der Kolben-Zylinder-Anordnung beim Zurückfallen der hinteren Walzenklappe ausgefahren wird, verglichen wird, d. h. der Betrag, um den die Walzenklappe angehoben wird, wird mit dem Betrag verglichen, um den die Fräs-/Mischwalze zurückfällt. Die Steuereinrichtung führt einen weiteren Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus durch, wenn die Wegstrecke ΔB kleiner als die Wegstrecke ΔA ist. Der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus wird deaktiviert, wenn festgestellt wird, dass die Wegstrecke ΔB gleich der Wegstrecke ΔA oder größer als die Wegstrecke ΔA ist. Die Walzenklappe bleibt somit in der Schwimmstellung und wird schwimmend über die Oberfläche des aufgefrästen Bodens gezogen. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus erst dann deaktiviert, wenn die Wegstrecke ΔB in zumindest zwei aufeinanderfolgenden Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklen gleich der Wegstrecke ΔA oder größer als die Wegstrecke ΔA ist.
  • Die Fig. 3G bzw. Fig. 3J zeigt die hintere Walzenklappe 13 in der zweiten Schenkstellung und Fig. 3H bzw. Fig. 3K zeigt, dass sich die Walzenklappe gegenüber der ersten Schwenkstellung nach oben in die dritte Schwenkstellung verschwenkt hat (h31>h11 bzw. h32>h12), da inzwischen Material nachgeströmt ist, d. h. die Walzenklappe hat sich nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls oder nach Zurücklegen einer vorgegebenen Wegstrecke um einen Betrag abgesenkt, der kleiner ist als der Betrag ist, um den die Walzenklappe angehoben worden ist, was durch den Vergleich der erfassten Wegstrecken ΔA und ΔB festgestellt wird. Die Höhe der unteren Kante 13A der Walzenklappe 13 ist in der dritten Schwenkstellung (Fig. 3H bzw. Fig. 3K) höher als vor dem Anheben (3E bzw. Fig. 3I). Folglich hat sich ein Gleichgewichtszustand für den Materialfluss noch nicht eingestellt, so dass ein weiterer Überprüfungszyklus durchgeführt wird.
  • Die Figuren 3L bis 3N zeigen, dass die Höhe die unteren Kante 13A der hinteren Walzenklappe 13 in der dritten Schwenkstellung (Fig. 3N) weitgehend der Höhe der Walzenklappe in der ersten Schwenkstellung (Fig. 3L) entspricht, so dass festgestellt wird, dass sich ein Gleichgewichtszustand eingestellt hat.
  • Die Steuereinrichtung 21 der Walzenklappen-Verstelleinrichtung 19 kann weiterhin derart konfiguriert sein, dass der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus erst dann wieder automatisch aktivierbar ist, wenn die Fräs-/Mischwalze wieder in die Null-Position gebracht worden ist. Dadurch wird verhindert, dass nach einem nur vorübergehenden Stillstand der Bodenfräsmaschine der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus automatisch aktiviert wird.

Claims (15)

  1. Bodenfräsmaschine, insbesondere Stablisierer oder Recycler, welche einen Maschinenrahmen (5) aufweist, an dem eine Fräs-/Mischwalze (3) angeordnet ist, welche in einem nach unten offenen Walzengehäuse (8) angeordnet ist, welches eine in Arbeitsrichtung hintere Walzenklappe (13) aufweist, welche um eine quer zur Längsrichtung des Maschinenrahmens verlaufende Schwenkachse (14) schwenkbar ist, wobei eine Walzenklappen-Verstelleinrichtung (19) vorgesehen ist, welche mindestens einen Aktor (20) zum Verschwenken der hinteren Walzenklappe und eine Steuereinrichtung (21) zur Ansteuerung des mindestens einen Aktors aufweist, so dass die untere Kante (13A) der hinteren Walzenklappe (13) in der Höhe gegenüber dem Boden (6) verstellbar ist, wobei die Steuereinrichtung (21) der Walzenklappen-Verstelleinrichtung (19) derart ausgebildet ist, dass der mindestens eine Aktor (20) derart angesteuert wird, dass die hintere Walzenklappe in einer Schwimmstellung mit einer vorgegebenen Aufstandskraft auf dem Boden aufliegt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Walzenklappen-Verstelleinrichtung (19) einen aktivierbaren Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus vorsieht, der mindestens einen Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus umfasst, wobei die Steuereinrichtung (21) der Walzenklappen-Verstelleinrichtung (19) derart ausgebildet ist, dass in dem mindestens einen Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus in einem ersten Schritt die Schwimmstellung der hinteren Walzenklappe (13) aufgehoben wird und die hintere Walzenklappe aus einer ersten Schwenkstellung in eine zweite Schwenkstellung nach oben verschwenkt wird, so dass die untere Kante (13A) der hinteren Walzenklappe (13) angehoben ist, und in einem zweiten Schritt, nachdem die hintere Walzenklappe die zweite Schwenkstellung eingenommen hat, die Schwimmstellung wieder eingestellt wird, so dass die hintere Walzenklappe eine dritte Schwenkstellung einnimmt, in der die untere Kante der hinteren Walzenklappe auf dem Boden (6) aufliegt.
  2. Bodenfräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus eine Überprüfungsroutine umfasst, wobei die Steuereinrichtung (21) der Walzenklappen-Verstelleinrichtung (19) derart ausgebildet ist, dass eine mit der dritten Schwenkstellung korrelierende Größe mit einem Schwellwert oder eine mit der dritten Schwenkstellung korrelierenden Größe mit dem Wert einer mit der ersten Schwenkstellung korrelierenden Größe verglichen wird, wobei der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus auf der Grundlage des Vergleichs des Werts der mit der dritten Schwenkstellung korrelierenden Größe mit dem Schwellwert oder auf der Grundlage des Vergleichs des Werts der mit der dritten Schwenkstellung korrelierenden Größe mit dem Wert der mit der ersten Schwenkstellung korrelierenden Größe deaktiviert wird.
  3. Bodenfräsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der ersten und dritten Schwenkstellung korrelierende Größe eine mit der Höhe (h) der unteren Kante (13A) der hinteren Walzenklappe (13) korrelierende Größe ist, wobei die Steuereinrichtung (21) der Walzenklappen-Verstelleinrichtung (19) derart ausgebildet ist, dass die Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklen so lange durchgeführt werden, bis zumindest einmal festgestellt wird, dass die Höhe (h) der unteren Kante (13A) der hinteren Walzenklappe (13) in der dritten Schwenkstellung gleich der Höhe oder kleiner als die Höhe der unteren Kante der hinteren Walzenklappe in der ersten Schwenkstellung ist.
  4. Bodenfräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Aktor der Walzenklappen-Verstelleinrichtung (19) eine an der Walzenklappe angreifende Kolben-Zylinder-Anordnung (20) ist, wobei zur Erfassung der mit der ersten und/oder dritten Schwenkstellung korrelierenden Größe ein die Stellung des Kolbens (20A) der Kolben-Zylinder-Anordnung (20) erfassende Messeinheit (26), insbesondere ein Wegstreckensensor, vorgesehen ist.
  5. Bodenfräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (21) der Walzenklappen-Verstelleinrichtung (19) derart ausgebildet ist, dass die Schwimmstellung in dem zweiten Schritt nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls oder nach Zurücklegen einer vorgegebenen Wegstrecke nach der Aufhebung der Schwimmstellung oder nach dem Verschwenken der hinteren Walzenklappe (13) in die zweite Schwenkstellung wieder eingestellt wird.
  6. Bodenfräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicher (27) vorgesehen ist, in dem für unterschiedliche Frästiefen jeweils ein Schwenkwinkel, um den die hinter Walzenklappe (13) aus der ersten in die zweite Schwenkstellung verschwenkt wird, gespeichert ist, wobei die Steuereinrichtung (21) der Walzenklappen-Verstelleinrichtung (19) derart ausgebildet ist, dass in Abhängigkeit von der eingestellten Frästiefe der Schwenkwinkel aus dem Speicher (27) ausgelesen wird.
  7. Bodenfräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (21) der Walzenklappen-Verstelleinrichtung (19) ein Bedienelement (26) aufweist, wobei die Steuereinrichtung (21) derart ausgebildet ist, dass der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus durch Betätigung des Bedienelements (26) aktiviert wird.
  8. Bodenfräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, die Steuereinrichtung (21) der Walzenklappen-Verstelleinrichtung (19) derart ausgebildet ist, dass der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus aktiviert wird, wenn die Bodenfräsmaschine nach dem Anfahren eine vorgegebene Wegstrecke zurückgelegt hat oder nach dem Anfahren der Bodenfräsmaschine ein vorgegebenes Zeitintervall abgelaufen ist.
  9. Bodenfräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfräsmaschine eine Fräs-/Mischwalzen-Verstelleinrichtung (16) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass die Höhe der Fräs-/Mischwalze (9) gegenüber dem Maschinenrahmen (5) einstellbar ist, so dass die Frästiefe veränderbar ist, wobei die Steuereinrichtung (21) der Walzenklappen-Verstelleinrichtung (19) derart ausgebildet ist, dass der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus aktiviert wird, wenn die Fräs-/Mischwalzen-Verstelleinrichtung (16) die Frästiefe während des Fräsbetriebs um einen vorgegebenen Wert erhöht hat und nach der Erhöhung der Frästiefe ein vorgegebenes Zeitintervall abgelaufen ist oder die Bodenfräsmaschine eine vorgegebene Wegstrecke zurückgelegt hat.
  10. Verfahren zum Betreiben einer Bodenfräsmaschine, insbesondere Stablisierer oder Recycler, welche einen Maschinenrahmen aufweist, an dem eine Fräs-/Mischwalze angeordnet ist, welche in einem nach unten offenen Walzengehäuse angeordnet ist, welches eine in Arbeitsrichtung hintere Walzenklappe aufweist, welche um eine quer zur Längsrichtung des Maschinenrahmens verlaufende Schwenkachse schwenkbar ist, so dass die untere Kante der hinteren Walzenklappe in der Höhe gegenüber dem Boden verstellbar ist, wobei die Bodenfräsmaschine derart betrieben wird, dass die hintere Walzenklappe in einer Schwimmstellung mit einer vorgegebenen Aufstandskraft auf dem Boden aufliegt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Walzenklappen-Korrekturmodus aktiviert wird, welcher mindestens einen Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus umfasst, wobei in dem mindestens einen Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus in einem ersten Schritt die Schwimmstellung der hinteren Walzenklappe aufgehoben wird und die hintere Walzenklappe aus einer ersten Schwenkstellung in eine zweite Schwenkstellung nach oben verschwenkt wird, so dass die untere Kante der hinteren Walzenklappe angehoben ist, und in einem zweiten Schritt, nachdem die hintere Walzenklappe die zweite Schwenkstellung eingenommen hat, die Schwimmstellung wieder eingestellt wird, so dass die hintere Walzenklappe eine dritte Schwenkstellung einnimmt, in der die untere Kante der hinteren Walzenklappe auf dem Boden aufliegt.
  11. Verfahren zum Betreiben einer Bodenfräsmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklus eine Überprüfungsroutine umfasst, in welcher eine mit der dritten Schwenkstellung korrelierende Größe mit einem Schwellwert oder eine mit der dritten Schwenkstellung korrelierenden Größe mit dem Wert einer mit der ersten Schwenkstellung korrelierenden Größe verglichen wird, wobei der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus auf der Grundlage des Vergleichs des Werts der mit der dritten Schwenkstellung korrelierenden Größe mit dem Schwellwert oder auf der Grundlage des Vergleichs des Werts der mit der dritten Schwenkstellung korrelierenden Größe mit dem Wert der mit der ersten Schwenkstellung korrelierenden Größe deaktiviert wird.
  12. Verfahren zum Betreiben einer Bodenfräsmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mit ersten und zweiten Schwenkstellung korrelierende Größe eine mit der Höhe der unteren Kante der hinteren Walzenklappe korrelierende Größe ist, und dass die Walzenklappenstellungs-Korrekturzyklen so lange durchgeführt werden, bis zumindest einmal festgestellt wird, dass die Höhe (H) der unteren Kante (13A) der hinteren Walzenklappe (13) in der dritten Schwenkstellung gleich der Höhe oder kleiner als die Höhe der unteren Kante der hinteren Walzenklappe in der ersten Schwenkstellung ist.
  13. Bodenfräsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwimmstellung in dem zweiten Schritt nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls oder nach Zurücklegen einer vorgegebenen Wegstrecke nach der Aufhebung der Schwimmstellung oder nach dem Verschwenken der hinteren Walzenklappe in die dritte Schwenkstellung wieder eingestellt wird.
  14. Bodenfräsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der eingestellten Frästiefe der Schwenkwinkel, um den die hinter Walzenklappe aus der ersten in die zweite Schwenkstellung verschwenkt wird, aus einem Speicher ausgelesen wird, in dem für unterschiedliche Frästiefen jeweils ein Schwenkwinkel gespeichert ist.
  15. Verfahren zum Betreiben einer Bodenfräsmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus aktiviert wird, wenn die Bodenfräsmaschine nach dem Anfahren eine vorgegebene Wegstrecke zurückgelegt hat oder nach dem Anfahren ein vorgegebenes Zeitintervall abgelaufen ist, oder
    der Walzenklappenstellungs-Korrekturmodus aktiviert wird, wenn während des Fräsbetriebs die Frästiefe um einen vorgegebenen Wert erhöht worden ist und nach der Erhöhung der Frästiefe ein vorgegebenes Zeitintervall abgelaufen ist oder die Bodenfräsmaschine eine vorgegebene Wegstrecke zurückgelegt hat.
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